杨玉峰：智慧城市建设的核心是如何提升城市价值

编者按：2019年6月5～6日，“未来能源大会（FEC2019）暨第十五届中国能源战略投资论坛”在北京中奥马哥孛罗大酒店召开。本次未来能源大会汇集了国内外、中科院、工程院院士专家，共同探讨"传统能源"向"未来能源"转型融合的趋势。会上，亚洲开发银行高级能源政策咨询专家、英国帝国理工学院的荣誉研究员杨玉峰博士发表了题为《智慧城市建设的核心是如何提升城市价值》的主旨演讲。

以下内容为中国能源网根据现场实录整理而成，未经本人审核。

各位朋友早上好！

关于智慧城市大家很清楚，咱们国家从概念到实践走的还是比较靠前的。智慧城市也有很多概念，有很多领域，可能最早的就是刚刚涂教授说的监控开始的，最早的监控是智能化，现在发展到各个领域。

但是我们一直以来思考的问题，城市，其中这里面我首先给大家一个介绍，我看了一本书叫《规模》，这里面简单点说谈到了城市发展最基本的规律，就是财富、人口以及基础设施，它是一种指数关系。我也拿我们国家主要城市做了一下这个关系的弥合，发现确实是这么一个规律。

这个规律告诉我们城市的发展，正常城市的发展，这里头不包括一些特殊的，你比如说平民窟在南美，印度有一些帮派，就是一种畸形的发展，那种城市的发展它的财富可能不符合这个规律。但是正常发展的大部分城市是符合这个规律的，这个规律告诉我们了，城市越大可能越麻烦，只是城市的规划、建设可能很多战略上的安排不是太契合。

所以今天给大家介绍一下，我们可以一块考虑一个问题，考虑什么问题呢？我们国家发展已经很快了，可能北上广深这样的城市人均GDP绝对已经步入发达国家某些城市的水平了，甚至可能超出某些发达国家一些小城市的水平。

但是我们思考一个问题，就是我们到底还有什么距离？我们好像没有那么太舒服，比如说我们北京和东京也好，伦敦也好，这些国际大都市比，总感觉欠缺点什么？我这里个人观点，我认为我们距离发达国家的发达城市仅一步之遥，就是环境、环卫这个基础设施综合体系的建设。我认为这是一个我们的软肋，而且也是整体上目前所提出的智慧城市建设的一个软肋，不管是发达国家还是发展中国家，尤其中国更是这样。换句话说，如果某一天我们确实把这个问题解决了，比如说垃圾分类、环卫、给排水、绿化等等，这些都智能化，都解决的很好了，那么我们的城市绝对是步入发达国家的水平了。

城市目前总结了八类问题：污染、噪音、洪灾、社会犯罪问题、热导效应等等。我今天介绍的是我们试图把这八大类所谓围绕着“城市病”的问题，给它转化为正向的一个处理的解决方案。

我们的主题是智慧城市，实际上进入第四次工业革命以来，这个数字技术的发展，其中有一个推动就是推动我们管理系统的变革，就是管理组织的变革，就是有条件使传统的这种部门分割的这种管理模式，有条件的综合，为什么？因为综合部门它得到的信息越来越容易了，越来越好管理了。所以从各个部门的整合，资源整合的角度，以及协调的角度，协同的角度来讲，未来智慧城市一个非常重要的顶层设计，就是集成综合管理这一块。

这里也提到一个什么呢？就是具体在建设过程中，其实有一个概念，我自己总结，就是绿色智慧园区，就是我们这里谈到城市，其实我们在具体建设的时候，大家知道的就不是说都面对一个大的城市了，而是这个概念更加广义，从我们这栋楼，或者发达国家的某一个别墅开始，一直到我们现在国家比如说工业园区，什么体育设施，什么奥林匹克公园，一直到一个大的小区，一直到小的城镇，美丽乡村，比如说一直到中等城市以及最后的大城市，就是我们这个尺度，我们今天所谈的这个城镇，或者城市这个尺度，其实是一个广义的概念，不是局限在只是城市。注意，这是建设过程中具体谈的。

到这里我简单说一下背景，我是很荣幸2017年加入到帝国理工一个研究团队，叫“蓝绿盟”，他们已经十几年了，得了两次奖，然后联合了欧盟几乎主要的核心研究组织和团队。

围绕着主要问题，就是我刚才谈到的，比如说城市的洪涝、新一代的污水处理、海绵城市的建设、环卫、生态小镇等等这些东西，把这些东西用交叉学科和最新的技术，包括我们人工智能以及整个信息化的技术，把它整合在一起。目前这个成果无论是专项技术，还是综合技术，已经在欧洲一些发达国家，包括美国已经开始在应用，包括日本。

我们这个蓝绿解决方案，简单来说是蓝和绿，蓝色就是看成是蓝色的资产，植被看成绿色资产，把建筑物、能源、空气质量、极端气侯等等的重新进行审视，从顶层的规划、设计、建设、运维等等重新去设计，我们有一个概念就是战略规划，就是总规之前的一个规划，这个规划非常重要，它规定了一个我们正在面临的对象，就是我刚才谈到的园区也好，一个城镇也好，乡村也好，我们如何去下手，如何去做，哪些部门要设计，如何去整合资源等等。

目前已经开展了一些地区，我们整体上叫“全球蓝绿联盟”。其中这里从设计原理简单点讲有一个非常重要的概念，就是什么呢？尤其是绿色，绿色选择和布局，就是我们会看到，我们走在大街小巷的时候，有的时候，我很感叹，我们国家建了很多公园，大的广场，这个广场在夏天的时候呢，温度都不用夏天，春秋，太阳直射的时候，如果没有很好的绿色规划的阴影，我们会很热的，就是我们很感叹，尤其夏天，走到某些地方去旅游，去看一些它的广场的时候，几乎人是没法呆的。为什么呢？就是反射的温度，再加上直射的温度，加起来可能是树荫底下温度的至少得5-10度的差距。这是一个最典型的规划里头根本就没有基于自然的考虑。

另外，包括北京，我们在大街小巷走的时候，也能看到，走着走着发现这个树干凸起来了，最大的问题是什么呢？就给行人造成很大的问题，比如说盲人，盲人因为他看不到路的高低起伏。这个树干把这个道路给撑起来的时候呢，形成了各种障碍，这是最典型的障碍。这在发达国家是绝对不允许的，它是非常细的，做的非常细，我认为我们这个问题还有。

这就是说，这是简单的什么呢？植被和树种的选择问题，在整个规划当中非常关键。我这只是举例子，实际上打造不同功能模块的时候是要进行细致的选择的，包括冬天如何去挡西北很冷的风？如何营造一个更好的环境在一天24小时之内，尤其是白天的时间，如何利用阳光等等。

这里简单点说，就是整个系统从城市规划的角度，从整体上不同区域最终的解决角度，尤其是从事污水系统的调度。本身这个项目就是在十几年来一直持续的研究，做出了很大的贡献，在这几个方面，无论是理论还是方法学，还是最后的实践。

接下来，我简单的介绍一下这里的几个专题，就是比较很专业化的几个东西。首先是智慧污水系统。最传统的大家知道，我们国家，包括很多国家一样，都是活性污泥法。我简单一点说，现在目前我们这套理论方法学，污水处理专项是用到了微生物纳米等等这些技术，来去处理，而且把很多问题解决掉了。比如说臭味，比如说它明显的看到是一个污水处理厂，大家都不愿意接近这种问题，把这些东西全部解决了。

这是这个技术的核心，我们叫代谢网络膜，它是基于一种纳米级的，反应效率非常的高，这个的好处是大大可以节省整个空间，最终把一个污水处理厂建成就像一个温室，表面上看是温室实际上是整个处理系统在地下，而且非常节省空间。

它有几个好处，其中有一个非常重要的好处，就是传统的污水处理厂，大家知道一般来说是建在城市的边缘，一个城市比如说规划设计开始建设了，但是城市是在飞速发展的，发展到一定程度的话，把一个污水处理厂就包进来了，我们知道，我们国家也很多，有的可能当然要搬迁了，搬迁的成本很大，而且有的设施是无法搬的，因为它还涉及到管网的事情。

这是一个伦敦的案例，伦敦原来也有这个问题，按城市扩张，人口扩张的角度，需要把它扩大再生产，它的能力要扩大，这里有一个矛盾，在伦敦这样的城市其实是没有空间的，很多城市也没有这个空间。新的技术上来以后，我刚才介绍的，这个技术上来以后，我们可以在原来基础上缩小，把这个面积缩小，原因是什么呢？很简单，是我说的纳米反映膜那个技术，由于反应效率非常高，大大的节省了空间。所以原地翻修，可以节省出很大的空间，有很多很多好处，这里我就不说了。

但是这个纳米膜最关键的填充物可以实现智能化的清洗，智能化的控制等等。这个把所有目前现在最先进的一些感测、遥控技术全部用起来。

这个是日本的一个案例，日本在九州有一个污水处理厂，这是一个传统的，占地面积很大。在设计的时候有几个方案，有三个方案，一个是建成平层，一个是二层，一个是三层级。比如说最后这个三层的时候，占地面积仅仅是原来的6%，当然这个成本会高，因为是要从空间起来的，有很多的基础结构要做。最终选择的是二层这个方案，也占地是原来的11%。这个的好处是什么呢？最终把一个污水处理厂很臭很乱都不愿意接近，周边地产非常便宜的这么一个污水处理厂，后来改造成一个什么呢？腾出来的空间建设了银行、购物中心，把它自己变成一个，就像我们北京植物园里那个暖房似的，这里大大提升了很多商业机会。

这是简单说一下这个污水处理厂。

另外就是海绵城市，我这里写了个“+”，这里核心就是城镇雨洪系统实时预报预警系统，其实很多城市，南方一些城市，在雨季的时候不可避免的偶尔会发生洪涝，这个对我们居民也好，对我们城市的很多财产造成很多的损失。

这里一个概念是什么呢？我们如何把城镇变成一个可持续、有韧性、有弹性的这么一个真正的海绵体，传统的海绵城市做了很多，这里我不想展开，我也不是这方面的专家。

但是我们这里在原来的基础上，就结合蓝绿系统本身的软硬件产品，把它彻底做了一个改造，彻底把水的问题做了一个系统的分析。围绕这个区域也好，城镇也好，做了一个基于自然的再设计这么一个方法体系，是一个整体上的矩阵方案体系。这里简单一点给大家介绍，就是有这么一些硬的技术，遥感、遥测、数据分析，整个雨洪系统的实时预报，它可以精细化到半个小时以内，已经非常精细了。可以对任何大的洪水做出预报，这个在伦敦已经模拟了好多年了。

接下来，还有一个很重要的，就是我们在整个这套系统里头，我们现在知道联合国也好，世界银行也好，近几年一个很重要的主题就是水、能源、粮食、废物纽带关系。我们科技部我原来在单位的时候也参加了科技重大专项，一开始是水与能源，后来水、能源纽带关系、粮食纽带关系，这里不知道大家有参加的没有？它科研经费接近一个亿。

目前简单一点说，水、能源、粮食，这个纽带关系作为我们叫非传统安全的物质性的安全问题，就是水、能源、粮食都是能看得见、摸得着的，不像网络安全它是隐性的。它属于一个国家非传统安全里头的核心，就是物质化的安全问题。目前的发展的各个国家，由于这三个东西，比如说能源和粮食，典型的它共同针对水的时候是有竞争关系，所以在一个具体的区域也好，一个流域也好，一个比如说草原也好，一个湿地也好，一个工业区也好，都存在如何去优化匹配，合理的把这个水、能源、粮食的问题解决好。

比如说最典型的我们鄂尔多斯，大家知道我们煤电基地，它要用一部分黄河水，我们有一个小麦就是在那里产的，那是一个皇冠区，那里的水生系统和小气候就形成了矛盾和竞争。所以那是一个典型的小气侯，小纽带关系。

另外，作为城市来讲，其实跟废物最有关了，我们现在新一代技术把废弃物，包括垃圾尤其是，最近好像北京市、上海市都在推行强制垃圾的分类，它本身是一种资源，垃圾实际上是资源，如果把它分类分的很好的话，几乎100%都是可以用的。那么发达国家简单点说，基本上好多城市已经都解决了这个问题，当然它的人口可能没像我们那么密，但是总归它解决的很好，我们还没有解决。

这四个要素在我们这个系统里面组成了一个什么呢？未来很重要的方向，就是城镇生态农业的问题，这个概念大家可能觉得只是种一点菜，种一点草和花，实际上还不是那么简单的。大家知道粮食安全，尤其我们国家其实近几年很严峻，包括饮水问题，很多家喝自来水。实际上如何把这个系统用好？由于它用的是灰水，有机灰水，什么意思呢？最终处理的农用水，也没有必要处理成那样，因为有机质要去掉，中间的灰水完全可以利用起来，它是很好的有机的肥料水。

现在大家知道哪个国家，农业发达的那个国家，我一下说不出来了，对，以色列。以以色列主导的农业现代化技术已经非常成熟，就是完全有条件布局在一个家庭也好，一个社区也好等等各个角度。我们这套系统里面设计了一个水、能源、粮食纽带关系，如何把各种空间利用好这么一个设计。

最终，很典型的增加它所谓的价值，不是一个简单的单向的功能，而是一个综合的功能，而且把很多的废弃的东西都用起来。这里围绕这个主题，最典型的几个东西，一个是我们叫城市农业，这是一个，这已经开始，各个国家开始兴起。另外有机塑料，有机塑料这个大家知道作为一个产业现在发展的很快，而且用在了很多地方，而且无法想象它的各种产品做了很多很多，原来我们不知道。最终各种水，把水作为产品了。另外就是废物的回收利用。

总归，今天我谈的这个话题，我认为是未来智慧城市里头可能最难解决的，最基础，最专业的东西，不像安一个摄像头把人一跟踪就完事了，人脸识别，这些人工智能等等都好办。但是这个东西如果我们结合最先进的技术，把这几大系统处理好以后，未来是我们真正可以享受一个非常美好，非常舒适的一个城市环境。

谢谢大家！